여름철 전기 소모량의 대부분을 차지하는 에어컨, 에어컨은 많은 사람들에게 있어 애증의 존재일 것이다.
덥고 습한 불쾌한 여름을 견딜 수 있게 해주는 유일한 장치인 동시에, 여름의 전기세를 두렵게 만드는 주요 원인이기 때문이다.
그래서 항상 에어컨을 발명하신 윌리스캐리어 선생님은 여름때는 구원자라는 칭호를 받으나, 겨울때는 지구온난화 가속시키는 주범이라는 소리나 듣고는 한다.
하지만 과연 에어컨이 지구온난화를 가속시키는 주범일까?
이 글은 윌리스 캐리어 선생님에 대한 잘못된 오해를 풀어드리고자 하는 글이다.
사실 많은 연구는 오히려 에어컨이 지구온난화로부터 인류를 구원할 유일한 냉난방기라고 주장한다.
오히려 전 지구의 모든 냉난방이 에어컨으로 대체된다면 지구온난화 해결에 매우 큰 도움이 된다고 한다.
이 주장에 많은 싱붕이들은 의문을 가지게 될 것이다.
"에어컨이 전기를 안먹으면 월 전기세는 어떻게된거임?"
"아니 시발 에어컨은 냉방기인데 뭔 냉난반기라는거임?"
사실 에어컨 유지비가 비싸보이는 이유중 첫번째 이유는, 그저 한국의 누진세 때문이다. 사실 인간이 살아가면서 전기소모량이 많은 전자기기를 생각보다 오랜시간 사용하지 않기 때문인데, 에어컨의 경우 하루종일 트는 경우가 많기 때문이다. 당연히 이는 한국의 누진세 단계를 넘게 만드는 원인이 되어 전기세 부담으로 돌아오는 것이다.
(사실 인버터 에어컨을 사용한다면 월 전기세 부담은 만원 수준도 안된다)
두번째 이유는, 집이 외부와 단열이 잘 안되기 때문이다. 외부와 이론상 단열이 완벽하다면, 에어컨은 내부에 발열원이 없다는 가정하에 냉장고와 비슷한 수준의 전기소모를 기록할 수 있다. 애초에 에어컨과 냉장고엔 같은 장치가 들어있기 때문이다. 당연하지만 냉장고 문을 열어든다면, 에어컨보다도 훨씬 많은 전기를 소모하게 될 것이다. 왜냐하면 냉장고는 열 방출을 냉장고 뒷편, 즉, 실내에서 하기 때문이다.
그리고 동시에 두번째 질문에 대한 답이기도 하지만, 에어컨이야말로 그나마 인류역사상 존재하는 모든 가열/냉각 방식중에 가장 효율적이라는 사실이다.
"에어컨은 냉방만 하는 거 아님? 왜 아까부터 냉난방기라고함?? 장난함?"
에어컨은 냉매의 압축과 팽창을 통해 열을 A 라는 공간에서 B라는 공간으로 이동시키는 장치인 것은 모두가 아는 사실이다.
즉 이 말은 에어컨을 그데로 뒤집기만 하면 난방장치가 된다는 뜻이고,
그렇게 했다는 사실만으로, 에어컨은 현존하는 난방수단중에 가장 효율적인 난방수단이 될 수 있다는 사실이다.
"어딜 헛소리를 하려고 하노 게이야 ㅋㅋ 에어컨은 냉방을 하기 위한 장치이고, 난방에 비해 어렵기 때문에 현대가 되어서야 나온 기술인데, 엔트로피를 증가시키는 난방보다 엔트로피를 감소시키는 냉방이 어떻게 더 난방에 효율적이라는 거임 ㅋㅋ"
그렇지만 사실이다.
난방에는 크게 두가지 방식이 존재한다.
하나는 연료를 태워서 바로 열로 전환하는 방법(보일러)
또 하나는 전기를 이용해 열로 전환하는 방법(전열기)
이다.
가장 일반적인 천연가스(도시가스)를 가정했을때, 가장 경제적으로 지금까지 인식해온 보일러는 가스에 들어있는 에너지의 95%-98%를 사용할 수 있다.
전열기의 경우, 무려 전기의 100%에 해당하는 에너지를 전부 열로 전환시킬 수 있다.
하지만 난방을 위해 전기를 사용하는 것에는 단점이 있다
연료가 전기로 변환되고 집까지 전달되는 과정(발전소)에서 가스가 가진 에너지의 오직 40%만이 전기로 전환되기 때문에,
현실적으로 전열기는 발전소의 최대효율, 즉, 연료대비 최대 40%의 효율만 가질 수 있는 것이다.
"연료의 거의 100%를 그데로 사용하는 보일러는 둘째치고, 전기를 쓰는 에어컨이 전기의 100%를 사용하는 전열기보다 난방 효율이 좋다고? 물리학 법칙을 위배하는거 아님???"
그렇다. 이론상 연료를 직접 태우는 것이나 전열기보다 이론상 더 효율적일 수 는 없다.
하지만 에어컨은, 열을 "만드는" 기계가 아니라 열을 "전달하는" 기계이기 때문에 가능한 것이다.
즉, 뜨거운 공간에서 열을 "가져와" "이동" 시킨 것이기 때문에, 투입된 에너지보다 몇배의 난방효율을 가질 수 있는 것이다.
COP란 투입대비 효율을 의미하는 개념으로, 전열기의 경우 투입전기대비 COP 1의 효율을 보여준다. 전기의 100%가 열로 전환되었기 때문이다.
하지만 에어컨의 경우, 무려 냉방시 3-5 COP, 난방시 4-6COP라는 효율에 다다른다.
그렇다. 사실 에어컨은 사실 난방기로서 더 효율적인 장비였던 것이다!
즉 5COP의 효율로 난방을 하게 될 경우, 보일러가 연료대비 100%의 난방을 할 지언정, 에어컨의 경우 발전효율 40% * 5COP를 계산할 경우 = 200% 라는 수치가 나온다.
투입된 연료대비 두배나 효율적인 난방이 가능해진다는 말이다.
이는 열을 "생성" 하는 것이 아닌, 기존에 있는 열을 "이동"시켰기 때문에 가능한 일이며, 이는 열역학적으로 지금도 달성 가능한 수치라는 사실이다.
"그렇다면, 냉방이나 난방 둘중 하나만 쓰는 것이 아니라 둘다 사용한다면 전기대비 COP는 10 이상도 찍을 수 있는거 아님??"
이쯤되면 윌리스캐리어 선생님께서는 지구온난화를 극복할 수 있는 방법까지 미리 안배시켜둔 샘이라고 볼 수 있다.
선생님이 개발한 히트펌프가 아니었다면, 지금도 지구 인구의 상당수는 여름에도 아무런 생산성을 내지 못하고 있었을 것이다.
여기에 더해 사실은 냉방뿐만 아니라 난방까지도 해결해준 윌리스캐리어 선생님께 다시한번 감사를 드리는게 어떠할까...
"갓갓갓 갓갓갓"
2024.07.27 14:40:02
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